hierro esponja
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Hierro esponja
JOSÉ MIGUEL ÁNGEL PÉREZ VILLAGRÁN
SANDRA MUÑOZ ÁVILA
SANDRA JAQUELINE CUEVAS MARTÍNEZ
MARCO ANTONIO GÓMEZ SÁNCHEZ
SONIA PATRICIA CERÓN GARCÍA
FERNANDA HERNÁNDEZ PASCASIO
ÁNGEL RAMÍREZ TRINIDAD
AntecedentesEl proceso de "aceración" del hierro, se dice, surgió por la necesidad de contar con un material tan fuerte como el bronce.
En 1957, un de los efectos consecuentes de la guerra de Corea fue la elevación de los precios de la chatarra.
La guerra dificultaba mucho conseguir acero en mercado como el de Estados Unidos.
En el siglo pasado se propusieron y patentaron muchos métodos para reducir (desoxidar) a los minerales de hierro directamente
en el estado sólido.
En los años cincuenta de este siglo resurgió el interés en muchos países por el desarrollo de tecnologías para producir
hierro esponja.
Un gran impulso salió de México, donde la compañía HYLSA fue pionera de un proceso de reducción directa muy revolucionario.
Se puede considerar como la tecnología mexicana más conocida en el extranjero, respecto al llamado hierro esponja.
Según el Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República de México, el Proceso HYL es «la principal aportación tecnológica de México a la industria siderúrgica mundial».
Ingeniero e inventor mexicano responsable
de la creación del Proceso HYL, un sistema
de reducción directa del hierro patentado por
la empresa mexicana Hojalata y Lámina S.A.
(Hylsa) en 1957, del cual se obtiene como
producto final fierro esponja, que se utiliza
como materia prima para la fabricación de
acero.
Juan Celada Salmón
Ideó un método para producir fierro esponja barato, fácil y de alta calidad
Proceso HYLSe utiliza para eliminar las impurezas del hierro, dando como resultado el fierro esponja, el cual es mezclado con chatarra en la acería para la producción de láminas.
Utiliza una mezcla de gases rica en hidrógeno y monóxido de carbono para extraer el oxígeno del mineral de hierro.
La mezcla de gases se produce a partir de gas natural y vapor de agua en un dispositivo llamado reformador.
Se inyectan a una tubería que se calienta a altas temperaturas, y con ayuda de catalizadores que se ponen en el interior, ocurre la reacción química:
En el método de reducción directa para procesar 1000 toneladas de mineral de hierro, se requieren 491,000 metros cúbicos de metano y con ello se obtienen 630 toneladas de hierro esponja.
El hidrógeno y el monóxido de carbono, la tubería se conecta con los reactores reductores, donde se carga el mineral de hierro en forma de pequeñas esferas del tamaño de una canica ( a 2 cm, de diámetro)
El mineral de hierro que se emplea generalmente tiene una composición.
Alrededor del 30% del mineral es oxígeno asociado que debe removerse al reaccionar con hidrógeno o con monóxido de carbono.
Esto se logra en un 85 o un 90% además de añadir al producto hierro esponja, un 2% de carbono.
Composición del mineral de hierro empleado en el proceso HYL
Sustancia Porcentaje en masa
Hierro 67%
Oxígeno (en el hierro) 67%
Fósforo 0.05%
Azufre 0.02%
Óxido de calcio 1.8%
Óxido de magnesio 0.75%
Óxido de aluminio 1.03%
Óxido de silicio 1.3%
La economía de los recursos energéticos consumidos y generados en el proceso es muy importante para obtener precios competitivos.
Por esta razón, las plantas HYL se componen de cuatro unidades reductoras para aprovechar al máximo la energía y el potencial de reducción de los gases.
Mientras una de las unidades reductoras se descarga del hierro y carga de mineral, el flujo de gases reductores pasa a través de otras tres unidades. El gas reductor que sale al final todavía se aprovecha para quemarse en el reformador y en otras etapas de proceso.
Procesos físicos
El hierro esponja se convierte en acero líquido en un horno de arco eléctrico. El horno eléctrico funde al hierro esponja, y a la chatarra que usualmente se agrega, haciendo pasar por ellos enormes cantidades de corriente eléctrica.
El acero líquido de la olla se vacía en un recipiente y a velocidad controlada, pasa a un molde de sección cuadrada, las paredes se lubrican para que el acero no se adhiera y se mantienen "frías" refrigerándolas con agua. El molde además, se hace vibrar para ayudar a que el acero se deslice.
Después el acero ya sólido pero al rojo vivo, pasa por una serie de rodillos que lo jalan hasta llegar a una plancha donde, con sopletes, se corta en tramos de la longitud deseada.
La palanquilla es la materia prima para los molinos de laminación donde, a base de rodillos, se forman productos como varillas, alambrones y barras de cuadradas, hexagonales o redondas.
Gracias a este proceso, se pudieron construir autos, refrigeradores, lavadoras y cientos de artículos con
láminas de acero delgadas y altamente resistentes, a un precio accesible y comercialmente competitivo.
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